Подтверждение существования вирусов

На протяжении нескольких десятилетий вирусы были для биологов в определенной степени такими же объектами, как атомы для физиков: видеть их не удавалось из-за чрезвычайно малых размеров, но они как нельзя лучше подходили для объяснения наблюдаемых явлений. Благодаря фотографии эти "удобные фикции" наконец превратились в осязаемую реальность: атомы удалось увидеть в начале 1950-х годов с помощью ионного микроскопа, а вирусы - десять лет спустя под электронным микроскопом. Здесь воспроизведены самые ранние фотографии, раскрывающие структуру вируса Т2.

Вирусы - это мельчайшие неклеточные частицы, которые, прикрепляясь к клетке, переключают ее генетический аппарат на воспроизводство вирусных частиц, после чего уничтожают клетку-хозяина, разрушая ее стенки и выпуская вновь образовавшиеся вирусы (это явление носит название "лизис"). Вирусы, поражающие бактерии, называются бактериофагами (дословно - "пожиратели бактерий").

Когда в 1941 г. Сальвадор Лурия и Томас Андерсон приступили к совместным исследованиям в фирме RCA, они уже знали о существовании бактериофагов - частиц, способных разрушать бактериальную клетку. Известно им было и то, что изобретатель электронного микроскопа Эрнст Руска недавно наблюдал в суспензии фага частицы, похожие на сперматозоиды. Однако именно Лурие и Андерсону принадлежат основополагающие фотографии, показывающие строение вирусов; успех ученых был обусловлен не только высоким качеством аппаратуры, но и использованием высококонцентрированной культуры бактериофага.

Типичный бактериофаг Т2 (или "антиколи РС", как его называли Лурия и Андерсон) имеет головку размером 60-80 мкм (1 мкм=10^-6 м) и хвост длиной 120-130 мкм и толщиной 20 мкм. Первая электронная микрофотография, на которой ясно виден вирус, была получена в 1942 г. (фото вверху). В культуре кишечной палочки Escherichia coli линии гамма или РС бактериофаг Т2 буквально через несколько минут прикрепляется к стенке клетки и заражает палочку (фото внизу). Лизис происходит минут через двадцать и дает более сотни новых вирусных частиц. Разные бактерии поражаются разными вирусами, и, кстати сказать, не все вирусы патогенны. Поэтому случается, что вирус не атакует бактерию или, соединяясь с ней, не размножается и не разрушает сразу бактериальную клетку.

Подтверждение существования вирусов

Маленький снимок представляет собой электронную микрофотографию того же бактериофага Т2, сделанную уже в 1962 г. Здесь вирус выглядит сложной структурой: с граненой головкой, цилиндрическим хвостом в кольчатом чехле, похожем на винт, который оканчивается пластинкой-основанием; от последней отходят коротенькие стерженьки (на снимке их трудно разглядеть) и шесть узловатых нитей. В головке вируса Т2 содержится ДНК (у некоторых вирусов - РНК), и голова и хвост заключены в белковыю оболочку - капсиду. Нетрудно понять, почему вирусы иногда называют "блуждающими генами".

Нападение бактериофага на бактерию напоминает стыковку космических кораблей. "Вначале прикрепляются длинные хвостовые нити, а затем - коротенькие стерженьки", - писал Андерсон. Подобно шприцу, при соединении стерженьков "хвостовой чехол сокращается, вводя "иглу" [обычно скрытую в основании и в задней части чехла] в стенку бактерии и переливая в нее ДНК, содержащуюся в головке. ДНК вируса захватывает механизм размножения пораженной клетки - происходит лизис, и дочерние вирусные частицы выходят в среду, где каждая из них может встретить новую бактерию и повторить тот же цикл". Вирусы, прикрепившиеся к стенке бактерии, здесь и заканчивают свою жизнь.

2 марта 1942 (с. 85); 29 марта 1962 (с. 84). Научно-исследовательские лаборатории RGA, Камден, шт. Нью-Джерси (с. 85); Институт раковых исследований, Филадельфия, шт. Пенсильвания (с. 84), США Т. Андерсон и С. Лурия Электронный микроскоп фирмы RCA, модель В (с. 85), 'Сименс элмископ' (с. 84). Стеклянные пластинки 'Кодак лэнтерн слайд' (с. 85), 'Иолфорд спешиал лэнтерн контраста' (с. 84). Т. Андерсон, Онкологический центр Фокс Чейс, Филадельфия, США [41, 159, 160]